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【奇亿平台最大总代】基于区块链和物联网技术,如何解决电力设备质量寿命高效和可信管理的问题?

物联网技术的发展有助于催生大量新技术、新产品、新模式,也促进输电设备管理方式不断向智能化、精细化、网络化方向转变。

《【奇亿平台最大总代】基于区块链和物联网技术,如何解决电力设备质量寿命高效和可信管理的问题?》


电力物联网建设基础与现状

政策上我国较早开展了物联网研究,中科院在上世纪90年代就开始研究传感网技术,具备了相对良好的产业基础。目前物联网已被纳入“互联网+”国家行动计划、中国制造2025等规划纲要,我国发布了《物联网综合标准化指南》,梳理标准项目共计900余项,形成环渤海、长三角、泛珠三角以及中西部地区四大区域集聚发展的产业布局[1]。

从技术上看,传感和识别技术是物联网感知物理世界获取信息和实现物体控制的首要环节。传感器将物理世界中的物理量、化学量、生物量转化成可供处理的数字信号,识别技术实现对物联网中物体标识和位置信息的获取。物联网通信技术主要实现物联网数据信息和控制信息的双向传递、路由和控制,重点包括低速近距离无线通信技术、低功耗路由、自组织通信、无线接入M2M通信增强、IP承载技术、网络传送技术、异构网络融合接入技术以及认知无线电技术。

从应用实践看,物联网与大数据、云计算、人工智能等新技术的融合创新,使得物联网具备了更加智能、开放、安全、高效的“智联网”内涵。物联网应用层综合运用边缘计算、云计算、人工智能、数据库和模糊计算等技术,对收集的感知数据进行通用处理,重点涉及数据存储、并行计算、数据挖掘、平台服务、信息呈现等。

国家电网公司全力推进电力物联网高质量发展,强化顶层设计,先后发布《电力物联网建设总体方案》《设备侧泛在电力物联网顶层设计》等文件,明确了电力物联网的总体架构、重点领域和部分技术规范,深化理论和技术体系研究,因地制宜开展试点示范,加快出台关键标准和业务规范,推进智慧物联体系建设应用,着力构建与智能电网同步建设、覆盖公司供电范围的全景全息电力物联网。

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 输电设备管理面临的问题和影响

近年来电网规模持续扩大,输电线路保有量巨大且快速增长,电网快速发展对线路通道运行安全提出新挑战,输电设备管理也逐步利用物联网技术推动业务向智能化和数字化方向转型升级,但面对日益提升的安全、质量和效率目标仍面临诸多问题和挑战。

设备状态感知力不足,安全隐患风险较大。目前输电设备物联网建设仍处于初步阶段,设备状态信息智能化感知水平不足。一是现有传感器在取能上存在不可靠、不稳定问题,且尚无国网统一的微功耗无线通信标准,关键技术与标准体系仍然有待完善;二是主要设备重要状态量在线监测技术仍未实现全面突破,部分设备的关键状态信息无法实时获取,影响对设备状态的精准掌握[2];三是传感器的应用范围仍需扩大,存在应用深度不够、功能相对单一、协同互补不足等问题,需在试点线路的基础上逐步扩大成熟传感器的部署范围,实现全面感知。

数字化管理水平不足,指挥决策效率不高。当前以智能运检管控中心为中枢、辐射各级组织的管理体系尚不健全,智能运检管控系统对运检业务管控决策的支撑功能不够完善,基础数据的完备性、准确性不足。特别是基层班组层面仍多采用传统的人工管理方式,信息传递、分析和处理机制不健全,工作效率较低,管理工作相对负担较重,管控力不足,需进一步应用物联网技术加快管理数字化转型,提高指挥决策效率,实现管理水平优化升级。

海量数据融合度不足,价值尚未充分挖掘。随着智能运检管控体系建设深入推进,各级单位部署的应用系统繁多、后台数据庞大,但缺乏统一规范管理,数据信息的作用和价值难以显现。一是业务系统缺乏统一系统架构和数据模型,各类系统存储分散,存储格式不统一,多个系统之间的交融较难实现,系统“烟囱”林立;二是数据共享程度低,数据价值潜力难以挖掘,各类系统维护成本高,系统规模化应用有限;三是智能诊断决策模型不够成熟,不足以支撑实际业务应用,数据分析的有效性、可靠性不足;四是输电业务系统“管控功能”占比大、“应用功能”占比小情况较为突出,存在功能实用性差、台账不准确问题。

人员结构性矛盾突出,发展内生动力不足。近年输电设备规模以年均超过5%的比例增长(高压电缆保持年均10%快速增长),输电运维人员整体缺员严重,部分地区缺员超过60%,班组层面平均年龄均在40岁以上,老龄化严重,输电作业大部分工作采用外包形式开展,总体承载力不足,运检效率和质量提升缓慢。同时,在输电线路外部运行环境日趋复杂、全社会对供电可靠性要求不断提高、内部专业管理更趋精益化的背景下,对运维人员能力素质要求不断提高,专业化运维人员需求显著增加,输电专业人才储备严重不足,难以适应专业管理数字化、智能化转型升级和能源互联网企业的建设要求,结构性缺员问题日益突出。

调研发现,现有技术专利针对设备全寿命管理多以评估方法为主,利用大数据进 行各项成本计算,形成电气设备的全寿命周期能效评估,或是以物联网为基础的电力设备 全寿命周期综合监测预警系统,以传感器感知设备运行信息汇集至诊断平台进行综合判 断,或是各部门以自身系统为主,收集设备进行设备寿命管理。

但以上方法或系统都有一定的缺点: 设备各项成本核算仅提供了一种算法,对于数据获取的途径与方法并未指明,数 据的真实性不能完全保证。

设备全寿命周期综合监测预警系统主要以设备运行信息为主,未对设备从生产制 造、物流运输、投运验收等方面的信息进行采集获取,设备全寿命周期管理不完善。

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各部门系统独自运行,数据互通效率和数据可信度难以得到有效保障。

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 如何解决电力设备质量全寿命高效可信管理的技术问题

问题拆分

涉及电力设备质量全 寿命管控技术领域;其包括互联互通的设备生产 节点、设备管控节点、变电站内设备运检节点、设备试验评价节点、工程设计节点、设备采购供应 跟踪节点和上级节点,在设备生产节点、设备管控节点、变电站内设备运检节点、设备试验评价 节点、工程设计节点、设备采购供应跟踪节点和 上级节点上形成联盟区块链,上级节点提取联盟 区块链中设备的关键信息并监视设备情况;其通过设备生产节点、设备管控节点、变电站内设备 运检节点、设备试验评价节点、工程设计节点、设备采购供应跟踪节点、上级节点和联盟区块链 等,实现了电力设备高效管理

问题解决

1 .一种基于区块链和物联网的电力设备质量全寿命管控系统,其特征在于:包括互联互通的设备生产节点、设备管控节点、变电站内设备运检节点、设备试验评价节点、工程设 计节点、设备采购供应跟踪节点和上级节点,在设备生产节点、设备管控节点、变电站内设 备运检节点、设备试验评价节点、工程设计节点、设备采购供应跟踪节点和上级节点上形成 联盟区块链,上级节点提取联盟区块链中设备的关键信息并监视设备情况。

2 .根据权利要求1所述的基于区块链和物联网的电力设备质量全寿命管控系统,其特征在于:还包括设备生产模块,设备生产模块为程序模块,用于设备生产节点依据权限获取 设备资料并生成设备信息台账,设备信息台账包括设备的关键信息和与关键信息相对应的 内容信息,设备的关键信息包括设备台账的目录信息,设备的内容信息包括名称、时间和产 生的数据信息。设备生产节点将设备的关键信息存储于联盟区块链中,将设备的内容信息 存储于设备管控节点的私有区块链中。

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3 .根据权利要求1所述的基于区块链和物联网的电力设备质量全寿命管控系统,其特征在于:还包括设备管控模块,设备管控模块为程序模块,用于通过设备管控节点分别赋予 设备生产节点、变电站内设备运检节点、设备试验评价节点、工程设计节点、设备采购供应 跟踪节点和上级节点的权限值,在联盟区块链中建立共识机制,获取账本记录、时序服务、 摘要和数字签名;设备管控节点接收并存储设备生产节点、变电站内设备运检节点、设备试 验评价节点、工程设计节点、设备采购供应跟踪节点和上级节点发来的信息,设备管控节点 拥有数据录入、信息追溯查询和数据调取的全部权限,通过录入器获取设备相关信息,设备 相关信息包括历年试验报告和检修信息。

4 .根据权利要求1所述的基于区块链和物联网的电力设备质量全寿命管控系统,其特征在于:还包括变电站内设备运检模块,变电站内设备运检模块为程序模块,用于通过便携 手持终端获取在线监测数据并发送至变电站内设备运检节点,通过试验台获取检修试验数 据并发送至变电站内设备运检节点,变电站内设备运检节点接收到在线监测数据和检修试 验数据存储于变电站内设备运检节点的私有区块链中。

5 .根据权利要求1所述的基于区块链和物联网的电力设备质量全寿命管控系统,其特征在于:还包括设备试验评价模块,设备试验评价模块为程序模块,用于设备试验评价节点 获取设备试验数据和设备故障信息,设备试验评价节点将设备试验数据发送并存储于设备 管控节点的私有区块链中,将设备摘要信息发送并存储至联盟区块链中,使用时通过设备 试验评价节点从设备管控节点中调取设备试验数据。

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6 .根据权利要求1所述的基于区块链和物联网的电力设备质量全寿命管控系统,其特征在于:还包括工程设计模块,工程设计模块为程序模块,用于工程设计节点获取设备的前 期初始设计信息并存储于联盟区块链中,设备的前期初始设计信息即设备的初始规划信 息。

7 .根据权利要求1所述的基于区块链和物联网的电力设备质量全寿命管控系统,其特征在于:还包括设备采购供应跟踪模块和上级模块,设备采购供应跟踪模块为程序模块,用于设备采购供应跟踪节点获取厂家信息、设备的摘要信息、关键信息和内容信息,将厂家信息和设备的关键信息存储于设备采购供应跟踪节点的私有区块链中,将设备的内容信息存 储于设备管控节点的私有区块链中,将设备的摘要信息存储于联盟区块链中,调取时通过设备采购供应跟踪节点从设备管控节点调取设备的内容信息;上级模块为程序模块,用于上级节点提取联盟区块链中设备的关键信息并监视设备异常情况。

8 .根据权利要求1所述的基于区块链和物联网的电力设备质量全寿命管控系统,其特征在于:所述设备生产节点、设备管控节点、变电站内设备运检节点、设备试验评价节点、工 程设计节点和设备采购供应跟踪节点为同级节点,所述上级节点为设备生产节点、设备管 控节点、变电站内设备运检节点、设备试验评价节点、工程设计节点和设备采购供应跟踪节点的上级节点。

9 .根据权利要求1所述的基于区块链和物联网的电力设备质量全寿命管控系统,其特征在于:所述设备生产节点、设备管控节点、变电站内设备运检节点、设备试验评价节点、工 程设计节点、设备采购供应跟踪节点和上级节点形成虚拟的云端服务器,所述联盟区块链 为隶属于该上级节点的本地联盟区块链。

10 .根据权利要求1~9中任意一项所述的基于区块链和物联网的电力设备质量全寿命管控系统,其特征在于:所述设备生产节点、设备管控节点、变电站内设备运检节点、设备试验评价节点、工程设计节点、设备采购供应跟踪节点和上级节点均为服务器。

文章来源: 电力招标采购网,电网数字化

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